La découverte d’une probable planète naine de seulement 430 km de diamètre relance le débat sur la définition de ces objets trop gros pour être considérés comme des astéroïdes et trop petits pour être rangés parmi les planètes. Une polémique née en 2006, avec l’exclusion de Pluton du rang des planètes.

En octobre 2019, l’équipe française de Pierre Vernazza (LAM) annonce la découverte de la forme sphérique d’Hygiea. Cet astéroïde de 430 km, situé entre Mars et Jupiter, a été observé en détail avec le Very Large Telescope au Chili. « Sur la base de ces images, Hygiea peut désormais être qualifié de “planète naine la plus petite du Système solaire” », affirme Pierre Vernazza. Un propos surprenant, car Hygiea est vraiment un « poids plume » : sa taille est la moitié de celle de Cérès, la plus petite planète naine connue, et sa masse équivaut au tiers seulement de celle de l’astéroïde Vesta.

Hygiea, planète naine par la forme

Hygiea pourrait réveiller chez les astronomes un débat vieux de 2006. Cette année-là, l’assemblée générale de l’UAI (Union astronomique internationale) décide que Pluton n’est plus une planète — comme la Terre, Mars ou Jupiter — mais appartient à une nouvelle catégorie : les planètes naines. En effet, pour l’UAI, une planète répond désormais à trois conditions : c’est un astre en orbite autour du Soleil, de forme sphérique, et seul sur son orbite. Les corps qui remplissent les deux premières conditions, mais non la troisième sont désormais qualifiés de « planètes naines ». Comme Pluton.

Alors, Hygiea, une planète naine ? Son aspect semble répondre au deuxième critère, dont la formulation précise est : « Le corps céleste doit avoir une masse suffisante pour que sa gravité l’emporte sur les forces de cohésion du corps solide et le maintienne en équilibre hydrostatique, sous une forme (quasi) sphérique. » Mais sa petite taille pose la question de la limite basse pour la catégorie des planètes naines. « Ce deuxième critère correspond à une caractéristique facile à quantifier : la forme. Elle doit permettre de statuer sur Hygiea, ainsi que sur d’autres objets », note Pierre Vernazza.

« Il me semble en effet qu’Hygiea est une planète naine », estime Hal Weaver, directeur scientifique de la sonde New Horizons. Même réponse pour Alain Lecavelier des Étangs : « La définition de l’UAI ne fixe pas de limite inférieure. On peut imaginer qu’un objet ait une forme sphérique produite par sa propre gravité, mais soit plus petit ou moins massif qu’un objet non sphérique de composition différente. La définition se fonde sur la structure de l’astre, et non pas sur sa taille. Pour moi, c’est un très bon critère ; il traduit notre compréhension de la physique des objets », considère ce chercheur à l’IAP.

Une limite basse pour les planètes naines

Mark Sykes, du Planetary Science Institute en Arizona, est moins affirmatif. Il connaît bien Hygiea pour avoir proposé de lancer une mission spatiale vers lui, avant que le projet ait été modifié pour devenir la mission... [...]

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